Na przestrzeni ostatnich trzech dekad naukowcy odkryli około 6000 egzoplanet. Wśród nich jest wiele planet krążących wokół białych karłów. Teraz udało się ustalić, która z nich jest najzimniejsza. Planeta oznaczona jako WD 1856+534 b znajduje się w odległości około 81 lat świetlnych od Ziemi i ma masę około sześć razy większą od masy Jowisza, co plasuje ją w kategorii „superjowiszów”. Planetę odkryto po raz pierwszy w 2020 roku. Jest to pierwsza znana planeta, która krąży wokół białego karła, czyli pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca, która już wyczerpała swoje paliwo jądrowe.
W ramach najnowszego projektu badawczego międzynarodowy zespół badawczy wykorzystał Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) do obserwacji WD 1856+534 b za pomocą instrumentu Mid-Infrared Instrument (MIRI). Wyniki badań potwierdzają, że jest to najzimniejsza planeta krążąca wokół białego karła, jaką kiedykolwiek bezpośrednio zaobserwowano, ze średnią temperaturą atmosferyczną wynoszącą zaledwie 186 kelwinów, co odpowiada temperaturze -87°C.
Obserwacje te były częścią programu ogólnych obserwacji cyklu 3 teleskopu JWST, mającego na celu wykorzystanie zaawansowanych możliwości teleskopu w zakresie podczerwieni do bezpośredniego obrazowania i analizy widmowej egzoplanet. Jednym z głównych celów naukowych JWST jest badanie atmosfer i składu odległych światów poprzez rejestrowanie słabego światła, które odbijają lub emitują, i analizowanie go pod kątem sygnatur chemicznych.
Takie dane spektroskopowe mogą pomóc naukowcom zidentyfikować potencjalne biosygnatury — takie jak tlen, para wodna, metan i azot — oraz dostarczyć istotnych informacji na temat pochodzenia planety i jej cech fizycznych. W dłuższej perspektywie metoda ta może pomóc ustalić, czy na jakiejś odległej planecie istnieje życie.
Bezpośrednie obrazowanie egzoplanet jest wciąż niezwykle trudne ze względu na przytłaczającą jasność gwiazd macierzystych, która często przyćmiewa słabe światło emitowane lub odbijane przez planety. W rezultacie technikę tę stosuje się głównie w przypadku dużych, gorących egzoplanet o szerokich orbitach. Do tej pory astronomom nie udało się za pomocą tej metody zaobserwować chłodniejszych, podobnych do Ziemi egzoplanet, ani wykryć planet o widmie emisyjnym poniżej 275 kelwinów — aż do teraz.
Białe karły oferują pod tym względem wyjątkową przewagę obserwacyjną. Obiekty te emitują znacznie mniej światła niż aktywne gwiazdy ciągu głównego, co ułatwia wyizolowanie światła pochodzącego od krążących wokół nich planet. Ponadto badanie układów planetarnych wokół białych karłów oferuje wgląd w przyszłość naszego Układu Słonecznego, dostarczając wskazówek na temat losu planet po śmierci ich gwiazd. Kluczowym zadaniem obecnych badań jest zrozumienie, czy planety są w stanie przetrwać gwałtowną transformację gwiazdy w białego karła, a także czy mogą utrzymać stabilne orbity, a nawet zbliżyć się do gwiazdy.
W tym badaniu, kierowanym przez Annę M. Limbach i jej zespół, naukowcy zastosowali metodę nadmiaru podczerwieni z MIRI do bezpośredniego pomiaru emisji cieplnej z WD 1856+534 b. Ich analiza nie tylko potwierdziła niezwykle niską temperaturę planety, ale także jej masę na poziomie nie więcej niż sześciu mas Jowisza. Wyniki stanowią pierwszy bezpośredni dowód na to, że masywne gazowe olbrzymy mogą zarówno przetrwać śmierć gwiazdową, jak i osiąść na ciasnych orbitach w pobliżu białych karłów — potencjalnie w obrębie swoich stref nadających się do zamieszkania.